Nanoquímica encontra macroestruturas:cientistas chineses relatam a síntese de um aerogel macroscópico a partir de nanomateriais de carbonitreto que é um excelente catalisador para a reação de divisão da água sob irradiação de luz visível. O estudo publicado na revista Angewandte Chemie adiciona novas oportunidades às propriedades materiais dos carbonitretos derivados da melamina.

A melamina pode ser polimerizada com formaldeído para dar uma resina altamente durável e leve, mas também pode condensar para formar nanoestruturas de materiais de carbonitreto. Esses conjuntos feitos de carbono e nitrogênio combinam a rede eletronicamente ativa semelhante a um favo de mel de grafeno com alguma funcionalidade extra de nitrogênio. Procurando maneiras de montar essas nanoestruturas em uma arquitetura macroscópica estável, Xinchen Wang e sua equipe da Universidade de Fuzhou na China prepararam um material leve, altamente ativo e estável, cataliticamente, que serve bem na fotossíntese artificial e oferece propriedades estruturais e eletrônicas muito interessantes.

Os aerogéis são géis, mas sem água - até noventa e nove por cento de sua estrutura é ar. Esta porosidade dá-lhes uma grande superfície ideal para aplicação catalítica ou sensorial. Como os carbonitretos são materiais com nanoestrutura muito interessante e propriedades semelhantes ao grafeno, mas com funcionalidade de nitrogênio, há muito que se busca trazê-los para uma montagem macroscópica controlada. "Como o CN é rico em grupos contendo nitrogênio, espera-se que CN possa ter comportamentos de montagem interessantes, como proteínas ou peptídeos em sistemas biológicos, "disseram os autores.

A área de superfície aumentada e o maior número de sítios catalíticos tornariam esses aerogéis materiais macroscópicos altamente funcionais. Empregando apenas forças interpartículas físicas intrínsecas às nanopartículas, os cientistas prepararam o aerogel fazendo uma solução aquosa coloidal de nanopartículas de carbonitreto para se estabelecer primeiro em um hidrogel, em seguida, convertendo-o em um aerogel estável por uma tecnologia convencional de liofilização. "Esse método possui várias vantagens, incluindo escalabilidade para produção em massa e baixo custo, "disseram os autores. Em combinação com um cocatalisador de platina, o aerogel era um fotocatalisador muito melhor para a evolução de hidrogênio do que o carbonitreto a granel, e o peróxido de hidrogênio foi gerado a partir de água pura sob irradiação de luz visível quando o carbonitreto bruto falhou.

Assim, juntando forças de características químicas e físicas da nano à macroescala, eles criaram um novo material leve com excelentes perspectivas catalíticas. Esta aplicação promissora de blocos de construção de melamina aponta o caminho a seguir para novos materiais, e está longe da produção em massa bem estabelecida de luz e durável, mas não tão termostáveis ​​pratos de plástico de melamina.